Glosario de electronica y sonido

AES/EBU.- (Audio Engineering Society/European Broadcasting Union). También conocido como AES3, es un protocolo para conectar aparatos de audio digital entre sí. De esta especificación que se aplicó al ámbito profesional posteriormente se derivó el formato S/PDIF para aplicarlo al ámbito doméstico. La conexión en este tipo de formato se efectúa por conector XLR de tres conductores de par trenzado y 110 ohm de impedancia nominal.

Ambiophonics.- Sistema de reproducción que trata de dar un mayor realismo al campo sonoro percibido por el cerebro, de tal manera que posea una mayor espacialidad que el proporcionado por el típico sistema triangular estéreo. Para ello se elimina la diafonía entre canales que de forma inevitable se produce al llegar mezclados a los oídos del oyente, que percibe ambos canales, L y R, en cada oído, con un cierto retraso. Si bien al principio Ambiophonics se desarrolló con una barrera física que separaba los dos altavoces de un sistema estéreo, actualmente se utiliza tecnología DSP.

ambisonics.- Es un sistema multicanal que trata de reproducir sonido con una mejor representación espacial que el estereofónico. Fue  inventado por Michael Gerzon en los años 70. Son necesarios de 3 a 6 canales de información para reproducir ambisonics, dependiendo de la configuración elegida.

Amplificador- Un amplificador magnifica la señal en tensión y/o en corriente. Cuando solamente aumentamos la tensión se llama amplificador de tensión. Los preamplificadores son la mayoría de las veces amplificadores de tensión, aunque también cumplan otras funciones como la de adaptar impedancias. Cuando se amplifica la tensión y la corriente, tenemos un amplificador de potencia, y sirve para atacar unos altavoces. 

AWG.- American Wire Gauge. Unidad de medida para los hilos conductores, es logarítmico y se calcula de forma parecida como con los decibelios. Resistencia: AWG 15 tiene alrededor de 10 miliOhm./metro. Añadiendo 3 al AWG, dobla la resistencia. Restando 3, es la mitad. Añadiendo 10 al AWG, decuplicamos R, restando 10, reducimos 10 veces la R.

Diámetro: AWG 18 tiene un diámetro de alrededor de 1mm. Añadiendo 6 al AWG, dividimos por 2 el diámetro. Restando 6, doblamos el diámetro. Añadiendo 20 al AWG, reducimos el diámetro diez veces. Restando 20, decuplicamos el diámetro. Tabla AWG.

Bias.- Se refiere a la polarización de un transistor o una válvula, o sea, los valores de corriente y tensión para DC (corriente continua) durante el reposo dentro del circuito.

BJT.- Dispositivo electrónico cuyas siglas provienen de Bipolar Junction Transistor, que significa Transistor de Unión Bipolar. Está hecho habitualmente con silicio (Si) que es un material semiconductor.  Uniendo dos tipos de semiconductor (unión PN) se forma el diodo de unión, y uniendo tres capas N-P-N o bien P-N-P se forma el transistor de unión ó también llamado transistor BJT, y que es el más conocido de los transistores y el que primero se inventó.

BNC.- (Bayoneta de Neill-Concelman) Es un conector empleado para cable de tipo coaxial para señales de tipo RF (Radio Frecuencia). Se presenta con dos impedancias estándar: 50 y 75 ohm. Se suele utilizar en señales de vídeo, audio digital (S/PDIF) y comunicaciones (redes Ethernet).

Dieléctrico.- La propiedad que tiene un material de aislar eléctricamente hablando. Los aislantes de los cables, por ejemplo,  deben de ser buenos dielctricos, así como los separadores de las placas de condensadores. Un buen dieléctrico es un pésimo conductor, y viceversa. Debido a ciertas propiedades intrínsecas de la materia (a nivel subatómico) los buenos conductores eléctricos lo son también del calor, y los no conductores (dieléctricos) son malos conductores de calor también. Así, la plata, el cobre, el oro, son excelentes conductores eléctricos y de calor. La mica, el vidrio, el aire, etc., son malos conductores.

Decibelio (dB).- Unidad de medida logarítmica que se emplea en acústica y telecomunicaciones, y es la décima parte del Belio. Por ser logarítmico es adecuado para las mediciones en acústica, pues el oído humano responde de forma parecida a una escala logarítmica, mejor que a una escala lineal.

Difracción (pérdida por).- Refiriéndose a una caja de altavoces, la pérdida por difracción ocurre en las bajas frecuencias cuando la caja está ubicada lejos de paredes y otras superficies. A altas frecuencias, el sonido se propaga a medio espacio, o sea, se propaga solamente en una hemiesfera. Apenas se radia energía de agudos en la parte trasera de la caja. Para las bajas frecuencias, el altavoz radia en ambas semiesferas, delantera y trasera, o sea, radia en todas direcciones, o espacio completo. Debido a esto, es fácil comprender que la densidad energética es menor para las frecuencias bajas que para las agudas, y hay que compensar esta pérdida, que suele rondar los 6 dB.

DRC.- (Digital Room Correction) Trata de corregir las deficiencias acústicas de la sala de escucha mediante la medición de una señal de prueba y posterior tratamiento de la misma con el software adecuado, de forma que se obtiene una señal especial llamada impulso o respuesta a un impulso, y que representa la respuesta de la sala en cuestión a un impulso. Mediante este impulso, se modifican las señales de audio, bien con un PC o con un DSP, en tiempo real o no, obteniéndose una respuesta plana del conjunto, que es a fin de cuentas de lo que se trata. Normalmente es más efectivo con los modos de la sala, es decir, en la zona de bajas frecuencias, de hasta unos 200-300 Hz.

DSD.- Del inglés Direct Stream Digital. Es una marca registrada por Sony / Philips, y se refiere a la forma de grabación de audio digital basándose en PDM (Pulse Density Modulation). Utilizando la tecnología DSD se basan los discos SACD (Super Audio Compact Disc).

DSP.- (Digital Signal Processor). Se refiere a un procesador informático pero específicamente diseñado para trabajar con señales de cualquier índole, que pueden ser de audio, vídeo, o provenientes de un transductor cualquiera, y que por su naturaleza, está optimizado para efectuar gran cantidad de operaciones matemáticas. Se utilizan mucho en comunicaciones, radio, video, audio y telefonía, así como en muchísimos otros campos como la instrumentación médica, e ingeniería en general.

Emisión termoiónica.- Propiedad que tienen los cuerpos metálicos de emitir electrones cuando se les somete a una cierta temperatura. Esta característica se aprovecha en la fabricación de vlvulas termoiónicas o de vacío. La emisividad de electrones depende principalmente de la temperatura y el material del emisor. En las válvulas de vacío, el emisor es el cátodo en las de caldeo indirecto, o directamente el filamento en las de caldeo directo. Los materiales más utilizados son el tungsteno para el filamento y el torio y óxido de calcio para los recubrimientos.

FET.- Transistor de Efecto de Campo (Field Effect Transistor). Ver MOSFET

Fourier.-  Ver Series de Fourier.

Ganancia.- En un amplificador, es la cantidad en que una señal aumenta con respecto a la que tiene a la entrada. Habitualmente se refiere a la ganancia de tensión, o sea, el cociente entre la señal de salida y la de entrada en volts. Se puede medir la ganancia de tensión, corriente y potencia según comparemos tensión, corriente y potencia de salida y entrada. Como ambas cantidades van medidas en las mismas unidades, su cociente es adimensional. Se utiliza mucho el decibelio (dB) que en el caso de ganancia de tensión vale  Gv = 20 log (vo / vi) donde vi es la tensión de entrada y vo la de salida. 

HDCD.- (High Definition Compatible Digital) Tecnología desarrollada entre 1986 y 1991 por Pacific Microsonics que mejora la codificación del CD audio, aprovechando unos bits adicionales que solamente los lectores provistos de un descodificador especial son capaces de leer, pero el disco es totalmente compatible con los lectores de CD estándar. Los discos HDCD se codifican a 20 bits, mientras que el CD audio estándar se codifica a 16 bits.

HRTF.- Head Related Transfer Function. Es una función que trata de definir el comportamiento acústico que tiene el conjunto formado por la cabeza, el oído externo y el tímpano. Esta función puede ser resumida en una forma de impulso o respuesta impulsiva para que pueda ser tratada mediante DSP. Una vez conocida la HRTF de una persona en concreto, puede eliminarse los efectos de la misma a través de una función inversa implementada en un filtro FIR ejecutado mediante DSP, obteniéndose un resultado que no se ve afectado por el HRTF.

IGFET.- (Isolated Gate FET) ver MOSFET.

Impedancia.- Es la oposición que presenta un circuito al paso de la corriente alterna, y se mide en ohmios, al igual que la resistencia. Se puede entender la impedancia como un caso general de la resistencia eléctrica, mientras que la resistencia es un caso particular de la impedancia, cuando la parte reactiva, que puede ser capacitiva o inductiva, es nula.

Insoladora.- Aparato utilizado para impresionar placas de circuito impreso fotosensibles. Utilizan focos de luz con componente UVA (ultravioleta tipo A) como tubos fluorescentes del tipo actínico. Ver proyecto de insoladora.

JFET.- Junction Field Effect Transistor. Transistor de Unión de Efecto de Campo, que es un tipo de MOSFET que presenta una pequeña corriente de compuerta (Gate) al no estar aislada eléctricamente de de fuente (Source) y drenador (Drain) debido a la unión del cristal semiconductor que forman la compuerta y el canal S y D.

Jitter.- Tipo de distorsión que afecta a señales digitales y que puede producir variaciones indeseables de la frecuencia, amplitud o fase de dicha señal cuando se pasa a forma analógica. Atendiendo a la distribución estadística de cómo se presente el Jitter, podemos clasificarlo en aleatorio cuando no sigue ningún patrón reconocible o correlacionado cuando por el contrario se puede determinar un patrón de alguna forma. Uno de los elementos que más jitter introducen en un sistema es el reloj que todo sistema digital debe incorporar, que no es perfecto y esta impefección se traduce en forma de jitter.

Matching (devices).- Ver pareado.

Microfonismo.- Fenómeno que se produce en una válvula termoiónica que consiste en ofrecer señal de salida cuando se le aplica energía mecánica (un golpe o vibración) del mismo modo que lo hace un micrófono. Es difícil de erradicar en etapas de mucha ganancia, como las de micrófonos o los de cápsula de fono (plato giradiscos). 

Mil.- Unidad de medida del sistema anglosajón, que también se llama "imperial". Una pulgada (25.4 mm) contiene 1000 mils. 

MOS.- Ver MOSFET.

MOSFET.- Del inglés Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Transistor de efecto de campo y que pueden ser de canal N o canal P.

Nyquist-Shannon, Teorema de.- Teorema fundamental de la teoría de la información que establece que la reconstrucción exacta de una señal periódica a partir de un muestreo es posible mientras el ancho de banda sea limitado y la tasa de muestreo sea mayor que el doble de dicho ancho de banda. Por ejemplo, en audio digital se emplea un muestreo de 44.1 kHz para el CD audio, considerando que el ancho de banda del oído humano es de 20 kHz para cumplir con el Teorema de Nyquist-Shannon.

Pad.- Parte de la pista (track) de cobre de un circuito impreso donde se inserta el terminal de un componente para soldarlo. Puede ser circular, cuadrado, o cualquier otra forma.

Pareado.- .- Cuando dos dispositivos electrónicos funcionan en paralelo o en push-pull, o necesitan ser simétricos en su funcionamiento, sus características estáticas y dinámicas deben ser lo más parecidas posibles. Para ello se seleccionan aquellos dispositivos cuyos parámetros están dentro de unos márgenes previamente fijados por el diseñador o por la costumbre.

PCM.- Del inglés Pulse Code Modulation, Modulación de Código de Pulsos, proceso por el cual se transforma una señal que es continua (analógica) en otra equivalente discreta (digital). El proceso de conversión se puede dividir en varias fases, como son la toma de valores de la señal analógica a intervalos regulares de tiempo (Muestreo), la asignación de un valor discreto y único a esa muestra (Cuantificación) y la posterior codificación en código binario de dicho valor (Codificación). Las tecnologías de CD Audio y DVD Audio están basadas en PCM.

PDM.- Del inglés Pulse Density Modulation, Modulación de Pulsos por Densidad, es utilizado en la conversión de señales analógicas a digitales. Al contrario que la modulación PCM, la amplitud de una señal no se codifica en pulsos sino en densidad o número de pulsos. Una aplicación de PDM es la tecnología de SACD (Super Audio CD) desarrollado por Sony/Philips.

Polarización.- ver bias.

PSRR.- Power Supply Rejection Ratio. Razón de rechazo de la fuente de alimentación. Este es un parámetro muy importante para el diseño de circuitos amplificadores. Nos indica qué parte del rizado proviniente de la fuente de alimentación, será rechazada (atenuada) por el amplificador. La parte que no se rechaza, se transmite a la siguiente etapa o al altavoz, y será detectada en forma de zumbido (hum). Normalmente se expresa en decibelios, y como se trata de una atenuación (amplificación negativa) vendrá expresada con signo negativo. En amplificadores clase A y Single-Ended el PSRR es muy bajo, del orden de -2 a -4 dB, por lo que el filtrado de la fuente de alimentación requiere enormes condensadores y/o bobinas. A esto hay que añadir que habitualmente la Clase A requiere grandes corrientes de alimentación, y a mayor corriente, mayor rizado. El Push-Pull tiene unas PSRR mejores, y los amplificadores operacionales tienen PSRR del orden de -60 dB o mayores, y por esto es tan fácil alimentar un OPamp. 

PWM.- Del inglés Pulse Width Modulation, Modulación de Pulsos por Anchura, es un caso particular de la modulación PDM y se emplea en audio en los amplificadores de clase D.

RCA.-  Tipo de conector muy extendido en audio que fue introducido en los años cuarenta por la RCA  (Radio Corporation of America) para la conexión entre un plato y su amplificador.

Reactancia.- Parte capacitiva o inductiva de una impedancia. Matemáticamente es la parte imaginaria de la impedancia. La parte real es la parte puramente resistiva de la impedancia. Se suelen designar con las letras XC y XL para las reactancias capacitivas e inductivas, respectivamente.

Realimentación.- Método utilizado en servosistemas para la corrección de los errores introducidos por ese mismo sistema. La realimentación puede ser positiva o negativa dependiendo de la forma en que se produce, siendo sus efectos opuestos respectivamente. En electrónica, fue introducida por H.S. Black en 1927 cuando desarrollaba sistemas telefónicos para Bell Laboratories. Posteriormente se aplicó al audio, habitualmente en forma de realimentación negativa, para disminuir la distorsión armónica principalmente. Se suele distinguir entre realimentación local y global, dependiendo de si se aplica dentro de una misma etapa o bien en un conjunto de etapas.

Red Book.- Es un documento firmado por Sony/Philips en 1980, y en él se describen las especificaciones que deben cumplir el Compact Disc (CD), tales como pistas, sectores y bloques, codificación y muestreo. Sony y Philips llamaron a este formato CD-DA (Compact Disc - Digital Audio) y lo definieron con muestreo de 44100 Hz y con 16 bits (65536 posibles niveles).

Reed-Solomon.- Es un sistema de corrección de errores utilizado en transmisión de datos y otras aplicaciones, como por ejemplo CD y DVD.

Revelador.- Líquido que se emplea en electrónica para revelar las placas fotosensibles para realizar PCB (Printed Circuit Boards). Habitualmente se trata de una solución de sosa cáustica (NaOH) y agua en una proporción del 1% en peso, aunque existen multitud de sustancias para este fin.

RIAA.- Curva de ecualización utilizada en la grabación de discos de vinilo. Puesto que una señal de baja frecuencia origina un surco de mayor grosor en el disco que una señal de mayor frecuencia, se propuso ecualizar atenuando las bajas frecuencias para grabar discos, ecualizándose después justo a la inversa a la hora de reproducir para restituir la señal original, con lo que la duración de los discos se alargó considerablemente, propiciando el formato LP (Long Play).

Richardson, Ley de.- Establece la correspondencia entre la temperatura y la emisión termoiónica de los metales, relacionando la densidad de corriente J con la temperatura T mediante una función exponencial.

RMS.- Del inglés Root Mean Square. Es una medida estadística de la magnitud de una cantidad cambiante. Se puede aplicar a valores discretos o continuos, a funciones periódicas y no periódicas. En el caso de las tensiones y corrientes senoidales, el valor RMS equivale a 0,707 veces el valor máximo. El valor RMS coincide con el valor eficaz que miden los aparatos de medida. El valor RMS es aplicable a tensiones y corrientes, pero no a potencias, que son valores medios.

SACD.- Super Audio Compact Disc. Tecnología desarrollada por Philips y Sony y que utiliza el sistema de codificación DSD (Direct Stream Digital) desarrollado por Sony con una frecuencia de muestreo Fs = 2,8 MHz y cuya muestra consta de un único bit (PDM, Pulse Density Modulation) a diferencia del sistema PCM, cuyas muestas constan de varios bits de datos y es el sistema de codificación para el CD audio.

Semiconductor.- Material que no es buen conductor eléctrico como el cobre, hierro, plomo, etc., pero tampoco es un buen aislante como el vidrio, porcelana, aire, etc., manteniéndose en un término medio.  Bajo ciertas condiciones, los semiconductores conducen muy bien, existiendo semiconductor tipo N y tipo P según tenga excedentes de electrones (N) o falta de ellos (P, huecos). Habitualmente se utiliza el Silicio, por su abundancia en la naturaleza, aunque inicialmente se utilizó el Germanio (Ge).

Sensibilidad (de un altavoz).- Mide la capacidad de un altavoz de entregar sonido. A mayor sensibilidad, mayor capacidad. Se mide en dB/w/m, o sea, los dB que entrega el altavoz cuando se le inyecta un watio de señal (normalmente a 1kHz, senoidal) y se mide a 1 metro de distancia. Normalmente la sensibilidad de los altavoces está en el rango de 80-100 dB/w/m. Cada 3 dB de incremento de sensibilidad, la potencia se reduce a la mitad. Tendríamos la misma sensación sonora inyectando 1w a un altavoz de 90 dB/w/m que inyectando 2w a otro de 87 dB/w/m. Un altavoz de 83 dB/w/m requeriría un amplificador con una potencia algo elevada para obtener un SPL aceptable. Un buen punto de referencia (el que yo tomo) sería un amplificador de 100w para 80 dB/w/m. Esta misma regla indica que para un amplificador de 10w necesitaríamos un altavoz de 90 dB/w/m, que es una sensibilidad más bien elevada.

Sensibilidad (de un amplificador).- Es la tensión necesaria para que el amplificador entregue su máxima potencia a los altavoces. Un amplificador es más sensible cuanto menor sea la tensión necesaria, y viceversa, es menos sensible cuanto mayor es la tensión que necesitamos.

Series de Fourier.- Establece que cualquier función periódica se puede descomponer como una suma de funciones senoidales simples. Tiene amplia aplicación en electrónica y especialmente en sonido, con el estudio de señales fundamentales y sus correspondientes armónicos.

Shannon.- Ver teorema de Nyquist-Shannon.

SPL.- Sound Pressure Level. Nivel de presión sonora. Se mide habitualmente en decibelios (dB) que es la décima parte de un Belio. Esta unidad es de tipo logarítmico, y se observa que una escala logarítmica se asemeja más a la percepción auditiva humana que una escala de tipo lineal. Por este motivo un potenciómetro de volumen varía de acuerdo a una ley logarítmica y no lineal.

S/PDIF.- Del inglés Sony/Philips Digital Interface Formats; son una serie de especificaciones y protocolos de comunicación entre dispositivos de audio digital que se establecieron a partir de las especificaciones AES/EBU. Las diferencias fundamentales entre uno y otro sistema son el campo de aplicación, siendo S/PDIF para uso general y AES/EBU para el entorno profesional. Los medios físicos de conexión para S/PDIF son cable coaxial de 75 ohm y conectores RCA o BNC de 75 ohm o bien fibra óptica para el sistema óptico Toslink.   

Thiele-Small.- Parámetros utilizados para definir un altavoz, que fueron descritos por Neville Thiele y Richard Small durante los años 60-70 del siglo pasado, y permiten predecir cual será la respuesta de un altavoz dentro de un recinto. Los parámetros más importantes son los de pequeña señal, que son la resonancia al aire libre del altavoz F(s), la Q total del altavoz, o Q(ts) y el volumen equivalente de la suspensión V(as). Con estos tres parámetros se pueden calcular la respuesta en frecuencia, la fase y el group delay de un altavoz dentro de un recinto.

TOSLINK.- Acrónimo que deriva de TOShiba LINK y que fue introducido por dicha marca para conectar mediante fibra óptica equipos de audio digital directamente con datos digitales en formato S/PDIF. Puede transmitir simultáneamente 3 canales de audio.

UJT.- Transistor Uni-unión (Uni-Junction Transistor). Es un transistor formado por dos cristales semiconductores, uno del tipo P y otro del tipo N. Se suele utilizar en electrónica de potencia, generalmente para crear una señal que dispara un SCR.

XLR.- Tipo de conector empleado en el ámbito profesional y que fue introducido por Canon. Básicamente se trata de un conector de tres pines (positivo, negativo y masa) y de carácter balanceado, lo que hace este tipo de conexión idóneo para el ámbito profesional.

XRCD.- (Extended Resolution CD) Tecnología desarrollada por la firma japonesa JVC para mejorar las grabaciones en formato CD y que puede ser reproducido en cualquier reproductor, siendo por tanto completamente compatible. El sistema se basa principalmente en una cuidadosa transmisión de señal digital y en la conversión AD, tratando de evitar en la medida de lo posible la aparición de jitter, utilizando para ello su sistema K2 de 20 bits. Dentro del sistema XRCD, se distinguen a su vez los XRCD2, XRCD24 Super Analogue y XRCD24 Refined Digital. En el caso de XRCD24 se utiliza un láser de rubidio denominado K2.

 

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